Учебник Фамилия, имя, отчество




НазваниеУчебник Фамилия, имя, отчество
страница12/12
Дата18.04.2013
Размер1.59 Mb.
ТипУчебник
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12

4.5.3. Цифровые фотоаппараты

Цифровая фотокамера – это еще один тип устройства оцифровывания графики и ввода изображений в ПК. В отличие от обычного фотоаппарата в его цифровом аналоге изображение проецируется не на фотопленку, а на полупроводниковую светочувствительную матрицу из ПЗС-ячеек. После этого изображение перево­дится в цифровую форму и записывается в память фотокамеры.

Главным достоинством и основным преимуществом цифровой фотографии явля­ется оперативность. Снятый кадр буквально через минуту может быть поме­щен в компьютер, что очень важно для событийных съемок. Главным же недостатком цифровых фотоаппаратов (с точки зрения фотографа-профессионала) является невозможность (пока!) получения отпечатка приемлемого качества и большого размера на обычной бумаге.

Каков в самом упрощенном виде принцип действия цифровой камеры? Свет, про­шедший через объектив, попадает на светочувствительную матрицу (занимающую место пленки), представляющую собой совокупность сенсоров – ПЗС или КМОП, которые, в свою очередь, и выполняют оцифровку изображения. Светочувствительная матрица (сенсоры) является одним из главных (и самых дорогих) компонентов цифровой камеры. Качество последующей картинки во многом определяется характеристиками сенсоров. Наиболее простые на сегодняш­ний момент цифровые камеры дают разрешение 640 х 480 пикселов. Более “про­двинутые” – 800 х 600.

После того как мы получили фотокартинку, ее необходимо записать в память. Для этого чаще всего используются форматы JPEG или TIFF. Для фотографа не столь­ко важен формат записи, сколько возможности разных режимов сжатия (естест­венно, с потерей качества), а также количество памяти в камере. Указанные фор­маты являются наиболее распространенными в компьютерном мире, а стало быть, обычно совместимы со множеством программ. Что касается памяти, то она может быть встроенной (например, жесткий диск в 20 или 40 Мбайт у камеры Pola­roid PDC-2000) либо это могут быть обычные съемные дискеты (1,44 Мбайт) или карты емкостью 2, 4, 8, 10 Мбайт и т. д. Чем больше у вас с собой “памяти”, тем большее количество кадров вы можете снять и сохранить “без перезарядки” (то есть без перекачивания изображений из камеры в компьютер).

Еще одним из достоинств цифровых камер является наличие жидкокристалли­ческого дисплея (экрана), на котором можно посмотреть то, что вы уже сняли, а в некоторых случаях использовать его в качестве видоискателя. Не понравившуюся вам картинку вы можете тут же стереть, освободив часть памяти.


4.6. Устройства вывода графической информации


4.6.1. Мониторы

Традиционным и самым распространенным устройством отображения инфор­мации является монитор на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Конструкция ЭЛТ

ЭЛТ (CRT – Cathode Ray Tube – лампа с катодными лучами) – это электронно-вакуумный прибор, предназначенный для преобразо­вания электрического сигнала, формируемого видеоадаптером, в изображение. Это изображение создается за счет возвратно-поступательного движения электронного луча, создаваемого специальным устройством – электронной пушкой, или элект­ронным прожектором. Экран ЭЛТ изнутри покрыт специальным веществом – лю­минофором, – которое обладает способностью светиться при попадании на него электронов. Чем интенсивнее поток электронов, тем ярче светится люминофор. В свою очередь, интенсивность электронного луча пропорциональна напряжению, поступающему от видеоадаптера на специальный управляющий электрод элект­ронной пушки – модулятор.

Электронная пушка (рис. 4.7) предназначена для формирования узкого электрон­ного пучка. Принцип ее работы основан на явлении термоэлектронной эмиссии.



Рис. 4.7. Конструкция электронной пушки ЭЛТ

Подогреватель разогревает термокатод, с поверхности которого вылетают элек­троны, называемые термоэлектронами. Для формирования электронного пучка предназначен ускоряющий электрод, потенциал которого превышает потенциал ка­тода на 700-900 В. Высокое напряжение между этими электродами (ускоряющее напряжение) создает ускоряющее электрическое поле, под действием которого тер­моэлектроны быстро разгоняются и вылетают из электронной пушки, образуя элек­тронный пучок. В плоскости ускоряющего электрода электронный пучок имеет ми­нимальное сечение. Затем он начинает расходиться. Для фокусировки пучка в плоскости экрана ЭЛТ, покрытого люминофором, предназначен фокусирующий электрод, называемый также первым анодом. На фокусирующий электрод подается высокое напряжение – около 5000 В. Такой способ фокусировки электронного пучка называется электростатическим. Система фокусировки формирует электронный пучок, диаметр которого в плоскости экрана ЭЛТ составляет 0,3–0,5 мм.

Для управления интенсивностью электронного пучка (т. е. величиной тока элект­ронного луча) между катодом и ускоряющим электродом размещен модулятор, по­тенциал которого ниже потенциала катода на 80–200 В. Отрицательное напряжение на модуляторе создает на пути термоэлектронов потенциальный барьер, препят­ствующий их свободному пролету к аноду. Поэтому напряжение на модуляторе называют запирающим. Путем изменения запирающего напряжения можно регу­лировать количество электронов, преодолевающих потенциальный барьер. Дру­гими словами, напряжение, подаваемое на модулятор, управляет силой тока элек­тронного луча и, соответственно, яркостью свечения люминофора.

ЭЛТ цветного и монохромного монитора отличаются друг от друга конструкци­ей. В монохромных мониторах используется ЭЛТ с одной-единственной электрон­ной пушкой и сплошным люминофорным покрытием экрана. ЭЛТ цветного мони­тора создавалась с учетом психофизических свойств человеческого зрения. Как известно, на глазном дне, куда фокусируется изображение, имеется множество спе­циальных микроскопических рецепторов – палочек и колбочек. Палочки реагируют на интенсивность света, а колбочки – на его цвет. Колбочки объединены в триады. Причем каждая из них реагирует только на один из трех основных цветов, красный (Red), зеленый (Green) или синий (Blue). Размер триады колбочек определяет мини­мальный видимый размер точки, цвет которой человек еще может различить, т.е. цветовую разрешающую способность глаза. В зависимости от степени раздражения каждой из колбочек триады создается ощущение цвета точки.

В ЭЛТ цветных мониторов имеются три электронные пушки, а экран покрыт триадами зерен люминофора (рис. 4.8), каждое из которых при бомбардировке электронами светится своим цветом. В качестве цветов выбраны основные цвета видимого спектра. Луч каждой из электронных пушек попадает только на свои зерна триады.



Рис. 4.8. Расположение зерен люминофора на экране ЭЛТ цветного монитора

Поскольку размер зерна люминофора весьма мал и соответствует разрешаю­щей способности глаза, близко расположенные зерна триады воспринимаются как одна точка, цвет которой определяется законом пространственного смешения ос­новных цветов. Изменяя яркость свечения каждого из трех зерен люминофора, можно получить любой цвет.

Конструкция и электрическая схема ЭЛТ изображены на рис. 4.9. На модуляторы ЭЛТ подаются три сигнала цветности: R, G и В. Каждый из трех ускоряющих электродов может иметь индивидуальную настройку ускоряю­щего напряжения. Фокусирующий электрод часто является общим для всех трех пушек. В этом случае его называют главной фокусирующей линзой или просто глав­ной линзой. Цветоделительная маска, люминофорное покрытие и внутреннее гра­фитовое покрытие колбы ЭЛТ соединены между собой и образуют второй анод, или просто анод.



Рис. 4.9. Конструкция (а) и электрическая схема (б) ЭЛТ цветного монитора

Перемещение электронных лучей осуществляется отклоняющей системой. Эта система является магнитной, т. е. представляет собой систему катушек, размещен­ных на горловине колбы ЭЛТ. Управляя силой тока, протекающего через катушки отклоняющей системы, можно изменять индукцию создаваемого ими магнитно­го поля и тем самым – силу, действующую в поперечном направлении на пучок электронов. Управляющие сигналы для отклоняющей системы формируются ге­нераторами строчной и кадровой разверток.

Важным элементом ЭЛТ является цветоделительная маска. Как следует из ее названия, маска обеспечивает попадание каждого из трех электронных лучей на зерна люминофора своего цвета. В зависимости от конструкции цветоделительной маски различают два типа ЭЛТ: ЭЛТ с теневой маской и ЭЛТ со щелевой маской.

ЭЛТ с теневой маской. Теневая маска представляет собой тонкую пластину с круглыми отверстиями. Каждой триаде зерен люминофора соответствует свое отверстие в маске. Подобно триаде люминофора, в горловине стеклянной колбы ЭЛТ располагаются три электронные пушки, оси которых проходят через вершины воображаемого рав­ностороннего треугольника (рис. 4.10), а оптическая ось кинескопа – через его центр.



Рис. 4.10. ЭЛТ с теневой маской

Все три пушки кинескопа отклонены от его оптической оси на некоторый угол (около 1°). При таком расположении электронных пушек на экране ЭЛТ формируются три смещенных относительно друг друга трапецеидальных растра основных цветов. В результате происходит разделение лучей – они попадают на зерна разных триад – и возникает необходимость в сведении лучей как по горизонтали, так и по вертикали. Для коррекции этих искажений кинескопы с теневой маской оснащаются весьма слож­ными системами сведения лучей и коррекции растра.

ЭЛТ с щелевой маской. Щелевая цветоделительная маска образована множеством тонких вертикаль­ных щелей (рис. 4.11). Поэтому люминофор нанесен на обратную сторону экрана в виде чередующихся вертикальных полос. Между щелями имеются тонкие гори­зонтальные перемычки, обеспечивающие механическую прочность маски. В та­ких ЭЛТ используется планарное, или линейное, расположение электронных пу­шек (т. е. пушки располагаются в одной, горизонтальной плоскости).



Рис. 4.11. ЭЛТ с щелевой маской

В горловине ЭЛТ, на ее оптической оси, размещается пушка зеленого цвета. Поэтому формируемый ею растр оказывается симметричными с минимальными геометрическими искажениями. Выбор зеленого луча в качестве осевого обуслов­лен тем, что спектральная чувствительность человеческою глаза максимальна именно к зеленому цвету и искажения зеленого растра наиболее заметны. Две другие пушки (синяя и красная) располагаются симметрично оптической оси ЭЛТ в горизонтальной плоскости и образуют с ней угол около 1,5°. Формиру­емые ими растры смещены симметрично относительно зеленого растра только по горизонтали, что значительно упрощает процедуру сведения лучей по сравнению с процедурой сведения в кинескопах с теневой маской.

ЭЛТ с апертурной решеткой. ЭЛТ с щелевой маской была усовершенствована фирмой Sony, в результате чего появилась ЭЛТ типа Trinitron.

Название Trinitron в первую очередь характеризует конструкцию электронных пушек. Если оба рассмотренных выше типа ЭЛТ имели три раздельные электрон­ные пушки, то в ЭЛТ типа Trinitron используется единый электронный прожектор с тремя планарно расположенными катодами (рис. 4.12). За счет использования прожектора такой конструкции удалось повысить точность фокусировки лучей и обеспечить высокую идентичность модуляционных характеристик ЭЛТ.



Рис. 4.12. Конструкция ЭЛТ типа Trinitron

Другой отличительной особенностью ЭЛТ Trinitron является использование не электромагнитной, а электростатической системы сведения лучей по горизонта­ли: в ЭЛТ установлены пластины, на которые подаются импульсы тока параболи­ческой формы.

И наконец, ЭЛТ Trinitron отличаются конструкцией цветоделительной маски, в качестве которой используется апертурная решетка. Апертурная решетка представляет собой совокупность тонких, вертикально натянутых ме­таллических струн, поэтому кривизна экрана ЭЛТ по вертикали равна нулю (кри­визной поверхности называется величина, обратная ее радиусу) Это обеспечивает практически полное отсутствие геометрических искажений ра­стра по вертикали.

Прозрачность апертурной решетки для электронных лучей примерно на 20% выше, чем у щелевой маски, поэтому яркость свечения монитора с ЭЛТ типа Trinitron выше, чем у традиционных.

Обычно экран ЭЛТ типа Trinitron покрывается снаружи специальным темным антибликовым покрытием, благодаря которому практически полностью устраня­ются блики на экране и повышается контрастность изображения.

Формирование растра

Изображение (растр) на экране ЭЛТ формируется построчно, причем элект­ронный луч движется по зигзагообразной траектории (рис. 4.13) – слева направо и сверху вниз. Электронный луч периодически сканирует весь экран, образуя на нем близко расположенные строки развертки. Полный цикл движения луча, в те­чение которого на экране ЭЛТ оказываются прорисованными все строки изобра­жения, образует один кадр изображения.



Рис. 4.13. Формирование растра на экране ЭЛТ

Прямой ход луча по горизонтали, в течение которого передается изображение и ток луча изменяется под действием поступающего на модуляторы ЭЛТ видеосиг­нала, осуществляется сигналом строчной (горизонтальной) развертки, а по вертикали – кадровой (вертикальной) развертки. Запуск генераторов строчной и кад­ровой разверток осуществляется специальными синхронизирующими импульсами – строчными и кадровыми. Совокупность строчных и кадровых синхроимпульсов называется синхросигналом или синхросмесью.

Перевод луча из крайней правой точки строки в крайнюю левую точку следую­щей строки (обратный ход луча по горизонтали) и из крайней правой позиции последней строки экрана в крайнюю левую позицию первой строки (обратный ход луча по вертикали) осуществляется специальными сигналами обратного хода. В течение обратного хода ток луча минимален. На рис. 4.13 прямой ход луча пока­зан сплошной линией, а обратный – пунктирной.

Для предотвращения засветки люминофора лучом во время его обратного хода на модуляторы ЭЛТ подаются специальные импульсы гашения, или импульсы об­ратного хода, запирающие электронные пушки. Для гашения луча на время об­ратного хода по горизонтали используются строчные гасящие импульсы, а по вер­тикали – кадровые гасящие импульсы.

Стандартный телевизионный видеосигнал содержит в себе одновременно сиг­налы изображения (сигнал яркости и два цветоразностных сигнала), синхросигна­лы и гасящие импульсы. На монитор же подаются раздельные сигналы – сигналы R, G, В с импульсами гашения и синхросигнал.

Таким образом, одними из основных характеристик монитора являются частоты кадровой и строчной разверток, иными словами, частота кадров и частота строк.

Количество отображаемых цветов

Качество цветного изображение на экране монитора определяется количеством цветов, которые оно в состоянии воспроизвести. Количество цветов, формируемых монитором, определяется типом видеосиг­нала – цифровой он или аналоговый.

Мониторы, управление которыми осуществляется цифровым видеосигналом, называют цифровыми или TTL-мониторами. Последнее название объясняется тем, что аналогичные уровни логического нуля и логической единицы используются в цифровых схемах на основе транзисторно-транзисторной логики (TTL – Transistor-Transistor Logic).

Главный недостаток цифровых мониторов – скудная палитра. Для увеличе­ния количества отображаемых цветов, помимо трех основных (R, G и В), исполь­зуются дополнительные линии. В общем случае, чтобы получить палитру размером N цветов, не­обходимо log2N проводов для передачи двоичного кода цвета. Очевидно, что значительно увеличить палитру таким способом невозможно. Ведь соединительный кабель между монитором и видеоадаптером может вместить лишь ограниченное количество проводов. Максимальное количество (6 проводов) использо­валось в мониторах, разработанных фирмой IBM для видеосистемы EGA. В настоящее время цифровые мониторы практически не используются.

Сделать палитру монитора неограниченной можно, если подавать на ЭЛТ ана­логовые (непрерывные) видеосигналы. Мониторы, управление которыми осуществляется непрерывным видеосигналом, называются аналоговыми. В настоящее время именно они используются в составе ПК. Принцип действия аналогового монитора такой же, как и цветного телевизо­ра. При изменении аналоговых видеосигналов на модуляторах ЭЛТ интенсивность электронных лучей будет изменяться. Также плавно, а не дискретно (как в цифро­вых мониторах), будет изменяться яркость свечения соответствующих зерен лю­минофора. Это позволит выполнять смешение трех основных цветов в любой про­порции. Поскольку множество значений непрерывной величины бесконечно, бесконечным будет и число возможных сочетаний яркости трех основных цветов. Поэтому цветовая палитра аналоговых мониторов не ограничена, т. е. с помощью таких мониторов можно получить практически любой оттенок цвета.

Жидкокристаллические мониторы

Так же как в обычном мониторе, в ЖК-мониторе изображение представляет собой совокупность отдельных точек – пикселов. Однако принцип действия ЖК-монитора существенно отличается от принципа действия монитора на основе ЭЛТ. Различия заключаются в способах создания светящегося элемента и формирова­ния растра.

В мониторе на основе ЭЛТ минимальным элементом изображения является зерно люминофора, яркость свечения которого зависит от интенсивности падаю­щего на него электронного луча. В ЖК-мониторе минимальным элементом изоб­ражения является ЖК-ячейка. В отличие от зерна люминофора, ЖК-ячейка не ге­нерирует свет, а только управляет интенсивностью проходящего света. Для формирования изображения на экране ЖК-монитора не требуется высокое напря­жение, поэтому ЖК-мониторы имеют очень низкое энергопотребление.

Жидкий кристалл – это вещество, которое, обладая основным свойством жид­кости – текучестью, – сохраняет упорядоченность во взаимном расположении молекул и анизотропию некоторых свойств, характерные для кристаллов. В жидком кристалле молекулы имеют вытянутую, в большинстве случаев сигарообразную форму, чем определяется их некоторая преимущественная ориентация. От ориен­тации молекул зависят некоторые физические свойства жидкого кристалла, в част­ности, диэлектрическая проницаемость и показатель преломления.

В зависимости от степени упорядоченности молекул разли­чают три типа жидких кристаллов (рис. 4.14):

· смектические; молекулы расположены слоями, а их продольные оси парал­лельны друг другу (рис. 4.14, а);

· нематические; молекулы параллельны друг другу, но смещены вдоль своих про­дольных осей на произвольные расстояния. Послойная структура отсутствует (рис. 4.14, б). В ЖК-ячейке используются именно нематические кристаллы (в переводе с греческого “нематический” означает “нитевидный”);

· холестерические; повторяют структуру нематических кристаллов, но направ­ление подольных осей изменяется по спирали. Образуется винтовая структура жид­кого кристалла (рис. 4.14, в).



Рис. 4.14. Типы жидких кристаллов

Итак, ЖК-ячейка – это тонкий слой жидкого кристалла (толщиной несколько десятков микрометров), заключенный между двумя стеклами из специального ма­териала, называемыми подложками. Благодаря механической обработке (на внут­реннюю поверхность подложки наносятся микроскопические канавки), подложки оказывают на молекулы жидкого кристалла ориентирующее действие, характеризующееся вектором ориентирующего действия. В зависимости от способа обработ­ки поверхностей подложек и направления вектора ориентирующего действия в нематическом жидком кристалле можно получить три вида ориентации молекул:

· планарную (гомогенную); все молекулы ориентированы параллельно друг другу и обоим подложкам;

· нормальную (гомеотропную); все молекулы ориентированы параллельно друг другу и перпендикулярно (по нормали) обоим подложкам;

· закрученную (твистированную); так же как и при планарной ориентации, молекулы жидкого кристалла располагаются параллельно подложкам, но векто­ры ориентирующего действия подложек развернуты относительно друг друга.

Принцип действия ЖК-ячейки основан на том, что ориентация молекул жид­кокристаллического вещества, а вместе с ней и показатель преломления зависят не только от ориентирующего действия подложек, но и от наличия внешнего элек­трического поля. Прикладывая напряжение к подложкам ячейки, можно управ­лять ее оптическими свойствами.

При построении ЖК-мониторов наибольшее распространение получили ЖК-ячейки с твистированной ориентацией. Их называют также твист-ячейками (от англ. twist – закручивать). В качестве подложек используется специальное стекло, пропускающее свет только с определенной поляризацией. Верхняя подложка называется поляризатором, ниж­няя – анализатором. Между подложками находится нематическое жидкокристал­лическое вещество с твистированной ориентацией молекул. Векторы поляризации подложек, также как и векторы их ориентирующего действия, развернуты на 90° относительно друг друга.

При отсутствии внешнего электрического поля молекулы жидкокристалличе­ского вещества сохраняют свою ориентацию (рис. 4.15, а). Падающий на ячейку свет проходит через поляризатор и приобретает определенную поляризацию, со­впадающую с направлением осей молекул жидкокристаллического вещества у поверх­ности поляризатора. По мере распространения света по направлению к нижней подложке (анализатору) его плоскость поляризации поворачивается на 90°. Достигнув анализатора, свет свободно проходит через него, по­скольку плоскость его поляризации совпадает с плоскостью поляризации анали­затора. В результате ЖК-ячейка оказывается прозрачной.



Рис. 4.15. Принцип действия ячейки ЖК-монитора

Ситуация изменится, если к подложкам приложить напряжение 3–10 В. В этом случае между подложками возникнет электрическое поле и молекулы жидкокри­сталлического вещества расположатся так, молекулы будут ориентированы па­раллельно силовым линиям поля (рис. 4.15,б). Твистированная структура жидко­кристаллического вещества нарушается, и поворота плоскости поляризации проходящего через него света не происходит. В результате плоскость поляриза­ции света не совпадает с плоскостью поляризации анализатора и ЖК-ячейка ока­зывается непрозрачной.

Таким образом, ЖК-ячейка, по сути, является светофильтром с электричес­ким управлением (электронно-оптическим модулятором) и нуждается во внеш­ней подсветке. В качестве подсветки используются три системы: просветная, от­ражательная и просветно-отражательная.

При работе с ЖК-ячейкой, принцип действия которой описан выше, исполь­зуется просветная система подсветки. При использовании отражательной систе­мы ЖК-ячейка дополнительно снабжается специальным зеркалом, расположен­ным за анализатором и отражающим прошедший через него свет (рис. 4.16, а). Если напряжение между подложками отсутствует, поворот плоскости поляриза­ции света происходит дважды при распространении света в прямом и обратном направлениях. При обратном распространении поляризатор выполняет функцию анализатора и пропускает отраженный от зеркала свет. Если к подложкам прило­жить напряжение, падающий свет поглотится анализатором и не дойдет до зерка­ла. Ячейка оказывается темной. Изображение на экране ЖК-мониторов с такими ячейками хорошо видно только при достаточном внешнем освещении.



Рис. 4.16. Отражательная (а) и просветно-отражательная (б) системы подсветки ЖК-ячейки

В комбинированной, просветно-отражательной системе подсветки использует­ся полупрозрачное зеркало, за которым размещается лампа подсветки (рис. 4.16,б). В результате ЖК-ячейка может работать как на просвет, так и на отражение. Комби­нированная система подсветки является наиболее эффективной, поскольку позво­ляет работать при любом освещении. В настоящее время именно она получила наи­более широкое распространение.

В качестве ламп подсветки ЖК-экранов используют специальные электролюминесцентные лампы с холодным катодом, характеризующиеся низким энерго­потреблением. В зависимости от места расположения подсветки экраны бывают с подсветкой сзади и с подсветкой по бокам.

Если пиксел изображения образован единственной ЖК-ячейкой, изображение на экране будет монохромным. Для получения цветного изображения ЖК-ячейки объединяют в триады, снабдив каждую из них светофильтром, пропускающим один из трех основных цветов.


4.6.2. Принтеры

Кроме мониторов к устройствам вывода графических данных относятся и прин­теры. Принтер (printer), или печатающее устройство, предназначен для вывода информации на бумагу. Все современные принтеры могут выводить текстовую информацию, а также рисунки и другие изображения. В настоящее время извест­но несколько тысяч моделей принтеров, которые могут быть разделены на четыре основных типа – матричные, струйные, лазерные и светодиодные.

Матричные принтеры

До недавнего времени матричные (игольчатые) принтеры являлись основным стандартным устройством вывода информации для персональных компьютеров, поскольку струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазер­ных была достаточно высока. В настоящее время матричные принтеры применя­ются все реже. Достоинства этих принтеров: удовлетворительная скорость печати и универсальность, заключающаяся в способности работать с любой бумагой, а так­же низкая стоимость печати. Недостаток: низкое качество печатной продукции, особенно графической. Другой недостаток: игольчатый принтер – механическое устройство, а работа механических узлов всегда сопровождается шумом.

Матричный принтер формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и голов­кой принтера располагается красящая лента. При ударе иголки по этой ленте на бумаге остается закрашенная точка. Иголки, расположенные внутри головки, обыч­но активизируются электромагнитным методом. Головка движется по горизонталь­ной направляющей и управляется шаговым двигателем.

Так как напечатанные знаки внешне представляют собой матрицу, а воспроизводит эту матрицу игольчатый принтер, то часто его называют матричным принтером. Среди матричных принтеров существуют 9-игольчатые и 24-игольчатые. В голов­ке 9-игольчатого принтера находятся 9 иголок, которые, как правило, располага­ются вертикально в один ряд. Благодаря горизонтальному движению головки прин­тера и активизации отдельных иголок напечатанный знак образует как бы матрицу, причем отдельные буквы, цифры и знаки “заложены” внутри принтера в виде би­нарных кодов. В 24-игольчатом принтере используется технология последовательного располо­жения иголок в два ряда по 12 штук. Вследствие того, что иголки в соседних рядах сдвинуты по вертикали, точки на распечатке перекрываются таким образом, что их невозможно различить.

Струйные принтеры

В струйных принтерах изображение формируется микроскопическими каплями специальных чернил, вылетающих на бумагу через маленькие отверстия. В каче­стве элементов, выталкивающих струи чернил, используются пьезокристаллы. В ос­нове их работы лежит эффект расширения под действием электричества. По срав­нению с матричными принтерами этот способ печати обеспечивает лучшее качество печати и более высокую производительность. К тому же он очень удобен для реа­лизации цветной печати.

Цветное изображение формируется с помощью использования (наложения друг на друга) четырех основных цветов. Уровень шума струйных принтеров значи­тельно ниже, чем игольчатых, поскольку его источником является только двига­тель, управляющий перемещением печатающей головки.

Основные недо­статки струйного принтера – большая стоимость расходных материалов и возмож­ность засыхания чернил внутри сопла, что приводит к необходимости замены печатающей головки.

Лазерные и светодиодные принтеры

Лазерные принтеры, обеспечивают в настоящее время наилучшее качество печа­ти. В них для печати используются лазерный луч, управляемый компьютером. В ла­зерном принтере имеется валик, покрытый полупроводниковым веществом, кото­рое электризуется от попадания лазерного света. Луч при помощи поворотного зеркала направляется в то место валика, где должно быть изображение. Это место электризуется и к нему “прилипают” мельчайшие частицы сухой краски, которая находится в контейнере под валиком. После этого валик прокатывается по листу бумаги и краска переходит на бумагу. Для закрепления на бумаге красящего по­рошка ее пропускают через нагревательный элемент, что приводит к спеканию краски.

В светодиодных принтерах вместо лазера имеется полоса, состоящая из большого количества светодиодов, свет которых электризует полупроводниковый барабан. Все остальное происходит так же, как в лазерном принтере. Светодиоды – это по­лупроводниковые элементы, которые излучают свет при подаче на них напряже­ния.


4.6.3. Плоттеры

Плоттер (графопостроитель) – это устройство для вывода различ­ных чертежей, географических карт, плакатов и других изображений на бумагу большого формата. Плоттеры бывают монохромными и цветными. По технологии нанесения изображения плоттеры делятся на перьевые и струйные. Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа (pen-plotter). Они используют специальные фломастеры или ручки с возможностью их автоматиче­ской замены.

Существуют разновидности плоттеров с пишущим узлом струйного типа, а также использующие эффект притягивания частиц краски электростатическим зарядом. Большинство струйных аппаратов обеспечивают печать графических файлов фор­мата TIFF, BMP, PCX. Стандартным языком управления для плоттеров является HP-GL (Hewlett-Packard Grafics Language), а типовым интерфейсом – последо­вательный RS232.

На базе перьевых плоттеров было создано еще одно периферийное устройство – cutter, в котором пишущий узел заменен на режущий инструмент. Такое устройст­во использует специальную полимерную пленку или бумагу на самоклеющейся основе и применяется для создания рекламно-информационной продукции (ярлы­ки, наклейки и т. п.).


ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Составьте логическую схему базы знаний по теме юниты.

2. Вставьте в текст пропущенные термины:

… - устройство, выполняющее преобразование цифрового изображения, записанного в кадровый буфер, в аналоговый видеосигнал, подавае­мый на монитор. Объем видеопамяти определяет максимальное … и количество …. Video BIOS — это …, предназначенных для реализации основных функций видеосистемы. Video BIOS хранится в …, размещенном на плате …. … формирует сигналы горизонтальной и вертикальной синхро­низации, сигналы увеличения счетчика адреса ячеек видеопамяти, в которых хранится цифровой образ изображения, а также стробирующие сигна­лы чтения/записи видеопамяти. Секвенсер обеспечивает … и считывание содержимого ячеек ви­деопамяти и передачу их содержимого в кон­троллер атрибутов и далее — в RAMDAC. Основная задача RAMDAC — преобразование кода цвета пиксела в …. Главным элементом RAMDAC является …, количество ка­налов которого равно количеству ….

3. О каком формате графической информации идет речь?

· Позволяет на ранней стадии определить необходимость за­грузки изображения целиком или отказаться от ненужной картинки.

· Поддерживает лишь 256 цветов.

· Разработан для представления в Интернете графики, “не­зависимой” от аппаратного обеспечения.

4. Вычеркните неверные предложения:

· OpenGL — представляет собой отдельную программу.

· Библиотека OpenGL физически размещена в виде двух DLL-файлов.

· Приложение выступа­ет в роли клиента - оно вырабатывает команды, а сервер OpenGL интерпретирует и выполняет их.

· Библиотеку OpenGL одно­временно может использовать только одно приложение.

· OpenGL может включаться в состав только графической операционной системы.

· OpenGL содержит ряд системных переменных, например текущий цвет.

5. О чем идет речь?

· Чаще всего используется для фильтров.

· Разрабатывается сторонними компаниями.

· Расширяет и улучшает стандартные средства программного продукта.

6. Вставьте пропущенные названия блоков в схему 3D-акселератора:




ТРЕНИНГ УМЕНИЙ


1. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 1


Задание

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует 10 точек по диагонали экрана, используя библиотеку OpenGL.


Решение



Решите самостоятельно следующие задания:


Задание 1.1

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует точки по границе экрана (по 10 точек на каждой стороне), используя библиотеку OpenGL.


Задание 1.2

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует синусоиду, используя библиотеку OpenGL.


Задание 1.3

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует 8 точек, расположенных на одной окружности, используя библиотеку OpenGL.


2. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 2


Задание

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует квадрат по границе окна, используя библиотеку OpenGL.


Решение



Решите самостоятельно следующие задания:


Задание 2.1

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует букву Т во все окно, используя библиотеку OpenGL.


Задание 2.2

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует сетку из 10 горизонтальных и 10 вертикальных линий, используя библиотеку OpenGL.


Задание 2.3

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует фигуру, используя библиотеку OpenGL.



Задание 2.4

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует фигуру, используя библиотеку OpenGL.





3. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 3


Задание

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует флажок, образованный наложением двух треугольников, используя библиотеку OpenGL:



Решение




Решите самостоятельно следующие задания:


Задание 3.1

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует флажок, образованный наложением двух треугольников, используя библиотеку OpenGL.




Задание 3.2

Написать фрагмент программы на языке Паскаль, который рисует фигуру, образованный наложением двух треугольников, используя библиотеку OpenGL.




ГЛОССАРИЙ

Новые понятия

Содержание

Графический редактор

программа создания и редактирования графической информации.

Подключаемый модуль

(Plug-in)

программное обеспечение (чаще всего фильтры), разработанное сторонними компаниями для использования с основным графическим приложением

Инструментальная

палитра

способ вывода и управления информацией посредством спе­циальных окон, которые можно перемещать, сворачивать, разворачивать и уби­рать

Панель свойств

контекстная панель инструментов, состав элементов управления которой подстраивается под выбранный инструмент в панели инструментов

Контур

совокупность векторов, очерчивающих какие-либо геометрические формы

Формат графического файла

определение структуры файла и соглашений, используемых для хранения графических данных

Заголовок файла

структура, содержащая информацию о данных, содержащихся в файле

Растровые данные

часть растрового файла, которая содержит информацию, соответствующую реальному изображению

Плоскостные файлы

графические файлы, в которых изображения хранятся в виде битовых или цветовых плоскостей, а не в виде пикселей

BMP

растровый графический формат файлов, который широко используется программами в операционной среде Windows

TIFF

растровый формат, является наиболее гибким и удобным форматом для обмена разнообразной графической информацией

GIF

растровый графический формат, который широко используется в Internet

WMF

векторный формат, используется для представления векторной и растровой информации при работе в средах Microsoft Windows

Метафайл

формат, позволяющий сохранять в одном файле два или более типов данных изображения (обычно векторные и растровые)

PostScript

аппаратно-независимый язык программирования, предназначен­ный для описания разного рода графических объектов и последующей печати со­зданных иллюстраций, верстки простых документов пользователя точно в таком виде, как они видны на экране

PDF

формат файлов электронных документов, может включать текст, графику и прочие данные

Сжатие данных

процесс преобразования данных из одного формата в другой, меньшего размера, в результате чего та же логическая информация хранится в виде физической информации меньшего объема

RLE

(групповое кодирование)

простой метод сжатия групп одинаковых байтовых значений в код, занимающий всего несколько байт

JPEG

стандарт формата файлов для растровых изображений с эффективным сжатием информации

OpenGL

стандартная графическая библиотека для всех 32-разрядных операционных систем, в том числе и для операционной системы Windows

Direct3D

специализированная прикладная программная библиотека трехмерной графики, являющаяся частью программного интерфейса Microsoft DirectX и поддерживаемая всеми современными графическими ускорителями

Контекст графического устройства

(Device Context)

фундаментальное понятие графики для функций API Windows, указывает плоскость отображения, на ко­торую делается графический вывод

Графический режим

режим работы адаптера дисплея, обеспечивающий вывод на экран графической информации

Видеоадаптер

устройство, выполняющее преобразование цифрового изображения, записанного в кадровый буфер, в аналоговый видеосигнал, подавае­мый на монитор

Видеопамять

специализированное ОЗУ, размещенное на плате видео­адаптера и предназначенное для хранения цифрового образа формируемого изо­бражения

Video BIOS

набор подпрограмм, написанных в кодах ко­манд центрального процессора и предназначенных для реализации основных функций видеосистемы

RAMDAC

(Random Access Memory Digital-to-Analog

Converter)

специальный цифро-аналоговый преобразователь с собственной RAM-памятью

Графический

сопроцессор

мощный специализированный процессор, который кроме визуализации содержимого видеопамяти выполняет как относительно простые растровые опе­рации, так и более сложные

Шина AGP

(Accelerated

Graphics Port)

локальная скоростная шина для обмена информацией между видеоадаптером, процессором и оперативной памятью

Графический ускоритель (акселе­ратор)

специализированное устройство, вклю­ченное в состав видеоадаптера, предназначенное для аппаратного ускорения выполнения графических функций

Воксел (от Voxel,

Volume pixel –

объемный пик­сел)

монолитный элемен­тарный объект кубической формы, имеющий одинаковую окраску всех плоскостей

Технология LOD (Level of Detail – уровень

детализации)

технология построения трехмерных сцен, при которой на каждый момент времени для всех объектов в трехмерной сцене просчитывается степень детализации

Технология MIP

mapping

предварительное или динами­ческое создание набора текстур с раз­личным разрешением и уровнем дета­лизации на основе базовой текстуры максимального разрешения

Фильтрация текстур

способ коррекции, интерполяции изображения, при наложении текстуры на поверхность объектов

Наложение рельефа

технология, призванная повы­сить реализм моделей путем примене­ния помимо текстурной карты допол­нительной карты высот (карты релье­фа)

Сканер

устройство для копирования графической и текстовой информации и ввода ее в компьютер

TWAIN

стандарт, разработанный для осуществления обмена данными между прикладной программой и внешним устройством, в частности, сканером

Плоттер

(графопостроитель)

устройство для вывода различ­ных чертежей, географических карт, плакатов и других изображений на бумагу большого формата





1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12

Похожие:

Учебник Фамилия, имя, отчество iconФамилия Имя Отчество Занимаемая

Учебник Фамилия, имя, отчество iconФамилия, имя, отчество члена летного экипажа

Учебник Фамилия, имя, отчество iconФамилия, имя отчество члена летного экипажа

Учебник Фамилия, имя, отчество iconКурс Вакантные места Фамилия, имя и отчество заявителя Основание

Учебник Фамилия, имя, отчество iconРезюме фамилия Имя Отчество
Образование: Высшее: Рудненский индустриальный институт. Специальность: Автоматизация и
Учебник Фамилия, имя, отчество iconОбщеобразовательная школа
Фамилия, имя, отчество контактного лица по вопросам инновационной деятельности в образовательном учреждении
Учебник Фамилия, имя, отчество iconФамилия, имя, отчество
Заместитель начальника корпусно-сварочного цеха ОАО «ссрз имени 111 Интернационала»
Учебник Фамилия, имя, отчество iconФамилия Имя Отчество
Необходимое техническое оборудование: презентация осенних пейзажей,запись "Времен года" Чайковского
Учебник Фамилия, имя, отчество iconАнкета Ваши Фамилия Имя Отчество
Комплекс товарного выращивания осетровых в системе замкнутого водообеспечения (узв)
Учебник Фамилия, имя, отчество iconРезюме Фамилия Имя Отчество
Личными качествами считаю: добросовестность, ответственность, исполнительна, целеустремленная, хорошая работоспособность
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница